Strumenti elettrici per la chirurgia
Per i loro interventi in sala operatoria, i chirurghi si servono quotidianamente di strumenti a batteria. Questi devono garantire la massima precisione e affidabilità e poter resistere a più di un migliaio di cicli di sterilizzazione. Ciò impone requisiti particolarmente elevati anche per i micromotori.
Incidenti. Fratture. Chirurgia di urgenza. Per curare il paziente nel miglior modo possibile, i medici in sala operatoria lavorano in modo rapido e concentrato. La frattura deve essere stabilizzata con placche e viti. Il chirurgo prende un trapano ortopedico e si mette al lavoro.
Scene simili sono all'ordine del giorno negli ospedali di tutto il mondo. Gli strumenti chirurgici ad azionamento elettrico trovano oggi impiego ovunque, agevolando il lavoro dei medici. Consentono di curare anche lesioni gravissime, che in passato avrebbero magari reso necessaria l'amputazione degli arti interessati. Sempre più perfezionati dal punto di vista tecnico, questi strumenti consentono di effettuare interventi meno invasivi, riducendo i danni ai tessuti e accelerando i tempi di guarigione.
Velocità elevate per la rimozione di tessuti
A prima vista, gli strumenti chirurgici manuali assomigliano decisamente ai comuni utensili utilizzati dagli artigiani. Tuttavia, questi strumenti devono soddisfare requisiti ben più elevati in fatto di precisione, generazione di calore e vibrazioni. Per non parlare dell'affidabilità. Tutto ciò vale necessariamente anche per i motori a corrente continua che li azionano. Gli azionamenti DC brushless risultano particolarmente adatti per questo genere di applicazioni, in quanto assicurano velocità elevate e lunga durata di servizio.
Queste due caratteristiche sono fondamentali soprattutto per gli shaver (v. figura) utilizzati dai chirurghi negli interventi sulle articolazioni di ginocchia e spalle, per la rimozione mirata e il più possibile accurata di tessuti e cartilagini. Proprio per questo motivo gli strumenti sono dotatidi un lungo tubo in acciaio inossidabile, la cui estremità presenta un'apertura contenente una lama rotante. Per l'azionamento di questo tipo di utensile viene utilizzato ad esempio un motore maxon brushless EC 13 combinato con un riduttore planetario GP 13. Il motore fornisce 90.000 giri al minuto, tenuta ermetica e alta resistenza alla corrosione. Quest'ultimo aspetto è fondamentale, in quanto lo shaver entra direttamente a contatto con una soluzione salina. Inoltre, per agevolare il lavoro del chirurgo, il motore deve essere concepito per limitare al minimo la generazione di calore e vibrazioni.
I motori DC devono poter essere sterilizzati con frequenza
“Le condizioni di funzionamento per i motori degli strumenti chirurgici manuali sono a dir poco brutali”, afferma Anthony Mayr, Senior Project Leader di maxon. Gli aziona-menti devono poter resistere a vibrazioni particolarmente elevate. In più devono sopportare temperature elevate in stati di sovraccarico (di velocità o di coppia), nonché il contatto con umidità e soluzioni alcaline nel corso delle rigide procedure di pulizia e sterilizzazione. “Fortunatamente”, continua Anthony Mayr, “i motori DC e i riduttori di maxon funzionano perfettamente in tutte queste condizioni”. Questo grazie anche a una serie completa di sviluppi e test condotti da maxon nei propri laboratori.
“Le condizioni di funzionamento per i motori degli strumenti chirurgici manuali sono a dir poco brutali.”
Anthony Mayr, Senior Project Leader di maxon
Una delle sfide più difficili per gli azionamenti a corrente continua utilizzati in sala operatoria è rappresentata dalle frequenti procedure di sterilizzazione. Ogni strumento che viene a contatto con il paziente durante un'operazione deve essere sterilizzato prima dell'uso – generalmente a vapore. A tale scopo viene riscaldato nell'autoclave per 20 minuti a 134 gradi, con una pressione di 2,3 bar e un'umidità dell'aria del 100%. Secondo quanto riferisce Anthony Mayr, le prove in corso dimostrano che, grazie a un'accurata scelta dei materiali e alla protezione dei componenti critici – ad esempio mediante rotori a chiusura ermetica –, è possibile produrre motori in grado di sostenere più di 2000 cicli di sterilizzazione a vapore. Al tempo stesso, per il futuro sono allo studio azionamenti ancora più piccoli, leggeri e potenti, tali da consentire interventi chirurgici sempre più precisi ed efficaci. Per guarigioni sempre più rapide e pazienti sempre più soddisfatti.
© maxon motor ag
